• dosimetria
• dosimetria neutronica
• neutroni
• superheated emulsions
• computer vision
• dosimetri attivi e passivi

Nel 1932 lo scienziato inglese James Chadwick dedusse l’esistenza di una particella con massa leggermente maggiore rispetto a quella del protone, che denominò neutrone. Tale scoperta si basava sulle supposizioni di Rutherford nel 1920 e sulle osservazioni fatte nel 1930 da Walther Bothe ed Herbert Becker, secondo i quali, nuclei leggeri come berillio, boro e litio, bombardati con le particelle alfa derivate dal decadimento del polonio, generavano una radiazione neutra più penetrante dei raggi gamma conosciuti al tempo. Nei decenni successivi furono fatti studi sempre più approfonditi che hanno permesso il raggiungimento del livello di conoscenza attuale.
Il neutrone è una particella priva di carica, avente massa pari a 939,565 MeV, corrispondente ad 1,008 uma. Fa parte della categoria delle radiazioni indirettamente ionizzanti, cioè che causano la ionizzazione del mezzo utilizzato come bersaglio, tramite le particelle cariche con cui interagiscono. Proprio questa proprietà li rende difficili da rilevare e da trattare.
La dosimetria neutronica nasce dunque per analizzare le interazioni specifiche che sussistono tra i neutroni e la materia, per tutelare i lavoratori radio-esposti e per garantire il rispetto dei limiti previsti e sanciti dalla legge. Proprio per questi scopi esistono diversi approcci che vengono adottati per la rivelazione dei neutroni. Tra di essi possiamo annoverare i dosimetri a traccia (Nuclear Track Emulsion), i quali sono costituiti da strati di policarbonati o nitrati di cellulosa nei quali si forma una pista generata dal deposito locale di energia dei protoni secondari, visibile col microscopio elettronico se trattata coi giusti solventi. Esistono poi i dispositivi a termoluminescenza (TLD), i quali emettono luce visibile se riscaldati dopo aver subito un irraggiamento, a causa dell’intrappolamento di elettroni nei difetti della struttura cristallina del mezzo; i cosiddetti Direct ion Storage Devices, e infine le emulsioni surriscaldate, su cui ci soffermeremo maggiormente in questo lavoro di tesi. In particolare si tratterà delle proprietà di questa tipologia di dosimetro, costituito da una fiala al cui interno si trovano delle gocce di un materiale idrocarburo (o carburo alogenato), in sospensione in un gel acquoso, mantenute in uno stato liquido pur trovandosi al di sopra della temperatura di ebollizione. Si discuteranno i principi fisici che stanno alla base di questa tecnologia di rivelazione, i fattori che influenzano le prestazioni del dispositivo e le varie possibilità di lettura attiva o passiva che sono state sviluppate negli anni per tale categoria di dosimetri. Si tratterà poi la realizzazione di una metodologia ottica di lettura attiva dei dosimetri di superheated emulsions e si effettueranno dei test presso il Laboratorio di Misure del dipartimento di Ingegneria dell’Università di Pisa. Verranno infine illustrate le possibili applicazioni e i futuri sviluppi dell’idea originaria.